【手続補正書】
【提出日】平成17年12月9日(2005.12.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】シールリング及びスリンガとこれらを組み込んだシール装置及び転がり軸受装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  転がり軸受装置を構成する回転側部材の周面と静止側部材の周面との間に存在して複数個の転動体を設置した空間の端部開口を塞ぐ為、弾性材製のシール部材を有するシールリングを備え、このシール部材を相手面に摺接させるシール装置に組み込む為のシールリングに於いて、上記シール部材の表面に硬質炭素皮膜を形成した事を特徴とするシールリング。
【請求項２】  転がり軸受装置を構成する回転側部材の周面と静止側部材の周面との間に存在して複数個の転動体を設置した空間の端部開口を塞ぐ為、互いに摺接した状態で相対回転するシールリング及びスリンガを備えたシール装置に於いて、上記シールリングが、請求項１に記載したシールリングである事を特徴とするシール装置。
【請求項３】  転がり軸受装置を構成する回転側部材の周面と静止側部材の周面との間に存在して複数個の転動体を設置した空間の端部開口を塞ぐ為、弾性材製のシール部材を有するシールリングと、このシール部材を摺接させるスリンガとを備えたシール装置に組み込む為のスリンガに於いて、表面に硬質炭素皮膜を形成した事を特徴とするスリンガ。
【請求項４】  転がり軸受装置を構成する回転側部材の周面と静止側部材の周面との間に存在して複数個の転動体を設置した空間の端部開口を塞ぐ為、互いに摺接した状態で相対回転するシールリング及びスリンガを備えたシール装置に於いて、上記スリンガが、請求項３に記載したスリンガである事を特徴とするシール装置。
【請求項５】  回転側周面に回転側軌道を有する回転側部材と、静止側周面に静止側軌道を有する静止側部材と、これら回転側軌道と静止側軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、上記回転側周面と静止側周面との間に存在する空間の端部開口を塞ぐシール装置とを備えた転がり軸受装置に於いて、このシール装置が、請求項２又は請求項４に記載したシール装置である事を特徴とする転がり軸受装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水、泥水、油、粉塵等の異物が周囲に多量に存在する環境下で使用する転がり軸受装置、例えば自動車用ハブユニットやウォータポンプ用の軸受ユニットに組み付けるシールリング及びスリンガとこれらを組み込んだシール装置及び転がり軸受装置の改良に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のシールリング及びスリンガとこれらを組み込んだシール装置及び転がり軸受装置のうち、請求項１に記載したシールリングは、転がり軸受装置を構成する回転側部材の周面と静止側部材の周面との間に存在して複数個の転動体を設置した空間の端部開口を塞ぐ為、弾性材製のシール部材を有するシールリングを備え、このシール部材を相手面に摺接させるシール装置に組み込む為に使用する。
特に、請求項１に記載したシールリングに於いては、上記シール部材の表面に硬質炭素皮膜を形成している。
又、請求項２に記載したシール装置は、転がり軸受装置を構成する回転側部材の周面と静止側部材の周面との間に存在して複数個の転動体を設置した空間の端部開口を塞ぐ為、互いに摺接した状態で相対回転するシールリング及びスリンガを備える。
特に、請求項２に記載したシール装置に於いては、上記シールリングが、上述の請求項１に記載したシールリングである。
又、請求項３に記載したスリンガは、転がり軸受装置を構成する回転側部材の周面と静止側部材の周面との間に存在して複数個の転動体を設置した空間の端部開口を塞ぐ為、弾性材製のシール部材を有するシールリングと、このシール部材を摺接させるスリンガとを備えたシール装置に組み込む為に使用する。
特に、請求項３に記載したスリンガに於いては、表面に硬質炭素皮膜を形成している。 又、請求項４に記載したシール装置は、転がり軸受装置を構成する回転側部材の周面と静止側部材の周面との間に存在して複数個の転動体を設置した空間の端部開口を塞ぐ為、互いに摺接した状態で相対回転するシールリング及びスリンガを備える。
特に、請求項４に記載したシール装置に於いては、上記スリンガが、上述の請求項３に記載したスリンガである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
又、請求項５に記載した転がり軸受装置は、回転側周面に回転側軌道を有する回転側部材と、静止側周面に静止側軌道を有する静止側部材と、これら回転側軌道と静止側軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、上記回転側周面と静止側周面との間に存在する空間の端部開口を塞ぐシール装置とを備える。
特に、請求項５に記載した転がり軸受装置に於いては、このシール装置が、上述した請求項２又は請求項４に記載したシール装置である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
次に、本発明によりこの様な作用・効果を得られる理由を詳しく説明する。本発明のシール装置の場合には、シールリングを構成するシール部材又はスリンガの表面に、硬質炭素皮膜を形成している。この為、当該摺接部での耐摩耗性を向上できると共に、摺動性を向上できる。又、Ｃ及びＨのみから成る硬質炭素皮膜は、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）と呼ばれるもので、上記先端縁と被摺接部との近傍に存在するグリース中の基油が、鉱油、ポリα−オレフィン油等の炭化水素系である場合には、上記硬質炭素皮膜の構造がこの基油の構造と近似する。この為、当該摺接部での基油の濡れ性を改善でき、この摺接部での良好な潤滑状態を確保できる。この為、シール装置の回転トルクを安定して低減できると共に、硬質炭素皮膜自体の摩耗を十分に小さく抑える事ができ、上述の様な厳しい環境下で使用する場合でも、優れたシール性能を長期間に亙り維持できる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
又、前記スリンガの材料としては、ステンレス鋼板等、水や油、泥水等による腐食に対して、所定以上の優れた耐食性を有する金属板を、好ましく使用できる。尚、上記ステンレス鋼板の種類は特に限定するものではないが、例えばオーステナイト系、フェライト系、マルテンサイト系、析出硬化系等のステンレス鋼が使用可能である。このうちのオーステナイト系のステンレス鋼は、クロム（Cr）を１６重量％以上、その他ニッケル（Ni）等を含むステンレス鋼で、例えばＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等が好ましい。又、上記フェライト系のステンレス鋼は、クロムを１３重量％以上、その他モリブデン（Mo）等を含むステンレス鋼で、例えばＳＵＳ４３０等が好ましい。又、上記マルテンサイト系のステンレス鋼は、クロムを１３重量％以上、更に炭素（Ｃ）を多く含み、熱処理により硬度を高くできるが、耐食性がやや劣るステンレス鋼で、例えばＳＵＳ４４０Ｃ等が好ましい。又、上記析出硬化系のステンレス鋼は、クロムを１７重量％以上含み、冷延（冷間圧延）後に析出硬化熱処理により、徹細なアルミニウム（Al）を含む金属間化合物をマルテンサイト地に生じさせ、硬度を高くしたステンレス鋼で、例えばＳＵＳ６３１等が好ましい。尚、耐食性を優先させる場合には、上記オーステナイト系、フェライト系のステンレス鋼が好適であるが、熱処理による硬化を図れない分、上記スリンガの被摺接部の耐摩耗性を十分に確保できない可能性がある。この為、シール部材を構成するシールリップの先端縁とスリンガとが高速で摺接し、このスリンガの摩耗が特に問題となる場合には、熱処理による硬化が可能なマルテンサイト系又は析出硬化系のステンレス鋼を使用する事が好ましい。そして、このマルテンサイト系又は析出硬化系のステンレス鋼を使用する場合で、スリンガの表面に硬質炭素皮膜を設けた場合には、このステンレス鋼で耐食性が劣る事を補える。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１〜２は、本発明の実施の形態の第１例として、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為の自動車用ハブユニットに組み込むシールリング及びスリンガとこれらを組み込んだシール装置に、本発明を適用した場合に就いて示している。尚、この自動車用ハブユニットの基本構成は、前述の［従来の技術］の部分で、本発明の対象となるシール装置を組み込んだ転がり軸受装置の１例として、図１を使用して説明した通りであるから、重複する説明は省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
上述の様に構成する本例のシールリング１７及びスリンガ１８とこれらを組み込んだシール装置１２の場合には、各シールリップ２３〜２５の先端縁と、これら各先端縁が摺接するスリンガ１８の被摺接面との間に、微小な隙間が生じにくくなり、シール性能の向上を図れる。この為、水や泥水、油、塵芥等の異物に曝される厳しい環境下で使用する場合でも、優れたシール性能を長期間に亙り発揮できる。しかも、本例の場合には、上記各先端縁と被摺接面との間での摺動性を向上できる為、シール装置１２の回転トルクの低減を図れる。この結果、本例のシール装置を組み込んだ自動車用ハブユニットの性能向上に寄与できる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
次に、図３〜４は、本発明の実施の形態の第２例として、ウォータポンプ用の軸受ユニットに組み付けるシールリング及びスリンガとこれらを組み込んだシール装置に、本発明を適用した場合に就いて示している。自動車用エンジンの冷却水を循環する為のウォータポンプ２９の回転軸３０は、軸受ユニット３１により回転自在に支持している。本例は、この様な軸受ユニット３１に組み付けるシール装置１２ａ（図４参照）に、本発明を適用した場合に就いて示している。尚、図３は、冷却水の放熱を行なうラジエータに送風する為の冷却ファン３２と上記ウォータポンプ２９とを、単一の回転軸３０により回転駆動する駆動機構を示している。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施の形態の第１例のシールリング及びスリンガを組み込んだシール装置を、ハブユニットに組み込んだ状態で示す断面図。
【図２】
図１の右端部に組み込んだシール装置を取り出して示す部分拡大断面図。
【図３】
本発明の実施の形態の第２例のシールリング及びスリンガを組み込んだシール装置を、ウォーターポンプに組み込んだ状態で示す断面図。
【図４】
一部を省略して示す、図３のＡ部拡大断面図。
【符号の説明】
１    外輪
２    取付部
３    内輪相当部材
４    ハブ
５    内輪
６    スプライン孔
７    取付フランジ
８    外輪軌道
９    内輪軌道
１０    転動体
１１    保持器
１２、１２ａ  シール装置
１３    シールリング
１４    空間
１５、１５ａ  芯金
１６、１６ａ  シール部材
１７、１７ａ  シールリング
１８、１８ａ  スリンガ
１９    外径側円筒部
２０    内側円輪部
２１、２１ａ  内径側円筒部
２２、２２ａ  外側円輪部
２３    外側シールリップ
２４    中間シールリップ
２５    内側シールリップ
２６    芯金
２７    シール部材
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ  シールリップ
２９    ウォーターポンプ
３０    回転軸
３１    軸受ユニット
３２    冷却ファン
３３    ハウジング
３４    インペラ
３５    従動プーリ
３６    無端ベルト
３７    内側ハブ
３８    転がり軸受
３９    流体継手
４０    メカニカルシール
４１    第一の外側シールリップ
４２    第二の外側シールリップ
４３    内側シールリップ
４４    外輪
４５    係止溝
４６    外径側円筒部